Hallo,
mir bereitet die Junction-to-Case Angabe im Datenblatt
Verständnissprobleme:
Wenn ich einen Prozessor mit einem Wärmewiderstand R_JC von 5 °C/W habe
und der Prozessor 1W aufnimmt und im Prozessor 80°C gemessen werden,
sollte ich dann nicht auf dem Gehäuse ohne Kühlkörper 75°C messen
können?
Allerdings gibt es in dem Datenblatt bzgl. R_JC den Hinweis: cold plate
MIL SPEC-883 Method 1012.1.
Heißt das die 5 °C/W gelten nur bei Verwendung eines Kühlkörpers?
Viele Grüße und Danke
Martin
Martin schrieb:> Heißt das die 5 °C/W gelten nur bei Verwendung eines Kühlkörpers?
Streng genommen gelten sie erstmal nur für genau die genannte
Messmethode. Außerdem ist mit "Case" hier natürlich der Übergang vom IC
zum Kühlkörper genannt, nicht etwa die Oberfläche des Kühlkörpers.
Die Idee mit diesen thermischen Widerständen ist, dass du einfach Rthjc
+ Rth des Kühlkörpers addieren kannst, dann weißt du, bei welcher
Verlustleistung welche Temperaturdifferenz zur Umgebung auftritt. Dass
das insgesamt eine vereinfachte Rechnung ist, die ein paar (nicht so
schön lineare) Randbedingungen weglässt, ist klar, aber es genügt in der
Praxis für vieles.
Ok, danke schon mal!
Aber dieser Rthjc Wert ist für die (vereinfachte) Kühlköperberechnungen
besser als beispielsweise selbst gemessene Werte, oder?
In meinem Fall messe statt der erwarteten 5°C Differenz für 1W, zwischen
dem internen und externen (auf das Gehäuse geklebten) Temperatursensor
eine Differenz von 25°C ohne Kühlkörper.
Martin schrieb:> Ok, danke schon mal!> Aber dieser Rthjc Wert ist für die (vereinfachte) Kühlköperberechnungen> besser als beispielsweise selbst gemessene Werte, oder?> In meinem Fall messe statt der erwarteten 5°C Differenz für 1W, zwischen> dem internen und externen (auf das Gehäuse geklebten) Temperatursensor> eine Differenz von 25°C ohne Kühlkörper.
Das hängt von 2 Dingen ab.
Kannst du mit deinem Messverfahren denn besser messen als der
Hersteller?
Kannst du die Temperatur am Die überhaupt bestimmen? D.h. weißt du was
genau der interne Temperatursensor misst, wo er sich befindet im Bezug
auf die Hitzespots am Silizium, ob der Punkt an dem er misst genau die
Durchschnittstemperatur darstellt und wie genau der getrimmt wurde?
Ich tippe bei beiden Fragen auf nein.
Martin schrieb:> In meinem Fall messe statt der erwarteten 5°C Differenz für 1W, zwischen> dem internen und externen (auf das Gehäuse geklebten) Temperatursensor> eine Differenz von 25°C ohne Kühlkörper.
Dann schaue mal, ob es im Datenblatt einen Wert "Junction to ambient"
gibt.
Ja,
Junction to Ambient ist mit knapp 25°C angegeben. Klar meine Messung
entspricht nicht der des Herstellers und wo der interne Sensor im
Package sitzt ist mir auch nicht bekannt.
Leider habe ich es dennoch noch nicht ganz verstanden bzw. irgendetwas
passt nicht ganz:
Ich habe jetzt mal meinen Temperatursensor zwischen Prozessor und
Kühlkörper in die Wärmeleitpaste geklemmt und erhalte folgende Messung:
Prozessor intern: 80°C
Temperatursensor in Paste: 55°C
Kühlkörper: 53°C
Umgebung: 22°C
Berechnen würde ich:
T_amb+Q*(R_thcool+R_thpaste+R_thjc)=T_j
22°C+1W*(23°C/W+1,25°C/W+5°C/W)=51,25°C
Oder ist es normal, dass die Rechnung aufgrund der Vereinfachungen fast
30°C abweicht?
Danke!
Martin schrieb:> Wenn ich einen Prozessor mit einem Wärmewiderstand R_JC von 5 °C/W habe> und der Prozessor 1W aufnimmt und im Prozessor 80°C gemessen werden,> sollte ich dann nicht auf dem Gehäuse ohne Kühlkörper 75°C messen> können?
Aber nur, wenn du statische Verhältnisse hast, die Temperatur sich also
nicht mehr ändert.
Ausserdem wird die Gehäusetemperatur an einer definierten Stelle
gemessen, die in den Herstellerunterlagen zu finden ist.
Vorsicht auch bei der Verwendung von IR-Strahlungsthermometern!
Bei metallischen Oberflächen zeigen diese Dinger regelmäßig deutlich zu
wenig an.
Abhilfe schafft z.B. ein Stück Tesafilm, das man auf die zu messende
Fläche aufklebt. Damit kommt dann der Emissionskoeffizient der
Oberfläche wieder in die Nähe des voreingestellten Wertes.
Martin schrieb:> Ich habe jetzt mal meinen Temperatursensor zwischen Prozessor und> Kühlkörper in die Wärmeleitpaste geklemmt und erhalte folgende Messung:> Prozessor intern: 80°C> Temperatursensor in Paste: 55°C> Kühlkörper: 53°C> Umgebung: 22°C
Bei welcher elektrischen Leistung?
Ausserdem solltest du mal die Genauigkeit der internen Temperaturmessung
überprüfen und ggfs kalibrieren.
Z.B indem du den Prozessor ohne nennenswerte Leistungsaufnahme in ein
temperiertes Ölbad hängst und bei mindestens zwei verschiedenen
Temperaturen seine eigene Temperaturanzeige mit dem "wahren" Wert
vergleichst.
Martin schrieb:> Temperatursensor in Paste: 55°C
Mal die doofe Frage. Du hast die Paste aber schon nur ganz hauch dünn
aufgetragen?
Oder was ist das für ein Temperatursensor den nur eine paar µ dick ist
und noch dazu sehr gut Wärmleitende ist?
Martin schrieb:> Ich habe jetzt mal meinen Temperatursensor zwischen Prozessor und> Kühlkörper in die Wärmeleitpaste geklemmt
Du hast R_thpaste erhöht, der idealerweise gegen Null geht, und Deine
Messung verfälscht.
Martin schrieb:> R_thpaste (=1,25°C/W)
Woher hast Du DAS überhaupt???
Dehr Kühlkörper muß LÜCKENLOS auf dem Prozessor aufliegen. Die Paste
dient nur dazu Unebenheiten auszugleichen. Auch der winzigste Luft- oder
"Pastenspalt" ist kontraproduktiv.
Hp M. schrieb:> Aber nur, wenn du statische Verhältnisse hast, die Temperatur sich also> nicht mehr ändert.
Man kann behelfsmäßig einen "Wärmekondensator" zwischen R_thcase und
T_amb schalten. Die Wärmekapazität hängt von Gewicht und Material des
Kühlkörpers ab.
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